[發明專利]一種光電組合刺激裝置及方法

有效

• 申請號: 202010819256.0
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111973874B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 石巖;寇建閣;蔡茂林;王娜;王一軒;任帥;許未晴
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61B5/00;A61B5/291;A61B5/369;A61N5/06;A61N1/05
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種光電組合刺激裝置，其特征在于，包括腦電電極模塊、處理器集成裝置、脈沖發生器、光電組合刺激電極和電源；所述腦電電極模塊無線連接所述處理器集成裝置；所述處理器集成裝置導線連接所述脈沖發生器；所述脈沖發生器通過導線和耦合光纖連接所述光電組合刺激電極；所述電源連接所述腦電電極模塊和所述處理器集成裝置；

所述腦電電極模塊包括依次連接的大腦電極、調理放大電路和天線，以及無線供電模塊；所述調理放大電路和所述天線連接所述無線供電模塊，所述無線供電模塊無線連接所述電源，實現無線供電；所述大腦電極采集腦電信號；

所述處理器集成裝置包括集成設置的脊髓電極模塊、處理器、信號接收裝置、電刺激編程器和所述無線供電模塊；所述脊髓電極模塊包括脊髓電極和調理放大電路，所述脊髓電極采集脊髓電信號，并電連接所述調理放大電路，所述脊髓電信號經過所述調理放大電路傳輸至所述處理器；所述處理器集成裝置的所述無線供電模塊連接所述信號接收裝置、所述處理器和所述電刺激編程器；所述電源無線連接所述處理器集成裝置的所述無線供電模塊，實現無線供電；所述信號接收裝置和所述電刺激編程器連接所述處理器；所述電刺激編程器連接所述脈沖發生器；所述信號接收裝置無線連接所述天線；

所述光電組合刺激電極采用多通道陣列電極，采用柔性聚合物材料為基底，在所述基底上分布附著若干通道電極觸點；所述電極觸點由光纖觸頭和電極片組成，每一個所述電極片對應脊髓的不同區域；每個所述電極觸點都具有通道，每個所述通道具有耦合光纖和導線，每根所述耦合光纖對應連接一個所述光纖觸頭，每根所述導線對應連接一個所述電極片，所有所述耦合光纖和所述導線匯總到所述多通道陣列電極的一端由總線導出；

光電組合刺激電極采用亞閾值電刺激的方式，對神經系統進行電流或電壓刺激時，當刺激信號到達特定數值，但低于刺激閾值時，給處于該狀態的刺激神經增加光刺激，通過兩種能量的相加，受體神經達到刺激閾值，從而產生動作電位；

由電極采集腦電信號和脊髓電信號，經過模式識別處理，獲取信號特征參數，采用相關性分析來得到中樞神經細胞間的相互作用，將脊髓電信號和腦電信號相互融合，實現信號綜合特征融合，從而獲得運動意圖；基于提取的腦和脊髓運動意圖信號，采用不同的實驗策略，識別病人在不同運動狀態下的運動意圖信號，對比不同運動狀態下腦電信號和脊髓電信號差異，并對脊髓神經信號與腦電信號進行融合與預處理，實現不用運動狀態的準確運動特征識別。

2.根據權利要求1所述的一種光電組合刺激裝置，其特征在于，所述處理器設置有串口和藍牙模塊，通過所述串口或所述藍牙模塊與上位機連接通訊。

3.根據權利要求1所述的一種光電組合刺激裝置，其特征在于，所述光電組合刺激電極用于靶向刺激脊髓運動神經。

4.根據權利要求1所述的一種光電組合刺激裝置，其特征在于，所述調理放大電路接收電信號，對電信號的處理包括依次進行前置放大、高/低通濾波、50HZ陷波、后置方法和電平抬升。